传统生色团的改造:从聚集导致荧光猝灭到聚集诱导发光

传统的荧光生色团聚集后导致荧光淬灭,即聚集导致荧光猝灭(ACQ)现象。ACQ现象的存在严重限制了荧光生色团的应用。与ACQ相反,有一类发光材料在良溶剂中荧光微弱甚至没有荧光,然而,在聚集状态下荧光显著增强,这种现象被命名为聚集诱导发光(AIE)现象。AIE材料的迅速发展为ACQ材料带来了契机,众多研究者利用AIE体系改造ACQ生色团使传统ACQ材料具有新的性能和应用价值。介绍了近年来有关利用AIE体系改造ACQ生色团的研究进展。侧重总结了利用噻咯体系、取代乙烯体系(主要包括四苯基乙烯、三苯基乙烯及三苯基乙烯基咔唑)和三苯基丙烯腈体系对三苯胺类、稠环类和并苯酰亚胺类ACQ生色团的改造,及得到的新材料的性能和应用,并对该领域的发展前景进行了展望。

抗聚集诱导荧光猝灭的固态发光碳纳米点:制备、光物理性质及应用

碳点由于其低毒性、易制备、良好的光稳定性及可调的发光等特性有望成为一类理想的新型固态发光材料。然而,由于聚集诱导荧光猝灭(ACQ)效应的存在,使得碳点在固态发光领域的发展受到了限制,因此制备具有抗ACQ效应的固态发光碳点是碳点研究领域的一个重要方向。本文根据固态发光碳点研究的最新进展,从碳核、表面态调控、超分子及聚合物交联增强发光方面分类总结了具有抗ACQ效应固态发光碳点的制备方法及光物理性质,探讨了其实现固态发光的物理机制。此外,还介绍了该类碳点在固态发光领域的应用进展,并对固态发光碳点的发展现状和所面临的问题进行了讨论。

ACQ、AIE聚合物纳米粒子发光性能及其在喷墨印花中的应用

为探究聚集诱导猝灭(ACQ)型和聚集诱导发光(AIE)型聚合物纳米粒子(PNPs)的发光性能,以及二者在喷墨印花中的应用效果,采用细乳液聚合技术原位包覆ACQ染料尼罗红(NR)和AIE染料四苯基乙烯(TPE),制得ACQ-PNPs和AIE-PNPs。采用重量法、动态光散射、扫描电镜、紫外-可见分光光度法和荧光光谱法等研究了染料用量对PMMA/NR NPs和PMMA/TPE NPs的最终转化率、颗粒特征和发光性能的影响;将poly(MMA-co-20%BA)/NR NPs和poly(MMA-co-20%BA)/TPE NPs乳液配制成墨水,用于棉织物的喷墨打印,探究两类墨水在棉织物上的喷墨印花效果。结果表明:当染料质量分数低于1.5%时,NR和TPE染料对PMMA/NR NPs和PMMA/TPE NPs体系聚合反应最终转化率和纳米粒子尺寸影响均较小,PMMA/NR NPs荧光强度随NR染料质量分数的增加呈现先增加后趋于稳定的趋势,而PMMA/TPE NPs荧光强度与TPE染料近乎呈线性正相关。此外,经poly(MMA-co-20%BA)/NR和poly(MMA-co-20%BA)/TPE NPs墨水喷墨打印后的棉织物,其图案分别呈现出明亮的红色和蓝色荧光。研究表明,在合适的染料浓度范围内,采用细乳液聚合法制得的ACQ和AIE聚合物纳米粒子乳液在喷墨印花领域中均有良好的应用前景。

具有聚集诱导发光特性含萘单元共轭聚合物的合成

首先氯化亚砜和2,6-萘二甲酸酰氯化反应合成2,6-萘二甲酰氯(M1),然后M1和叔丁基苯傅-克酰基化反应合成2,6-二(4-叔丁基苯甲酰基)萘(M2),进而与1,2-乙二硫醇合成2,6-双(2-(4-(叔丁基)苯基)-1,3-二巯基-2-基)萘(M3),最后以六羰基钨为催化剂,分子间脱硫反应制备含萘单元共轭聚合物PNTB。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、凝胶渗透色谱仪、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计对M2、M3和PNTB的化学结构、相对分子质量和光学性质进行测试与表征。结果表明,随四氢呋喃/水(THF/H2O)混合溶剂中水分数不断增加,PNTB的荧光强度呈递增的趋势,表明PNTB具有聚集诱导发光特性。PNTB在溶液状态(THF为溶剂)和聚集状态(THF/H2O,体积比10/90)的荧光量子产率分别为1.83%和12.74%,说明PNTB容易发生聚集,聚集诱导发光效果良好。

具有聚集诱导发光现象效应的异长叶烷酮基锌离子荧光探针及其在植物细胞成像中的应用（英文）

以可再生的异长叶烷酮为原料,设计合成了五种六氢喹唑啉-2-胺基衍生物.化合物在固体状态时呈现出增强的荧光强度以及从暗绿色到亮黄色的荧光颜色的转变.除了良好的热稳定性之外,化合物的固态荧光不容易受到多种常见因素的干扰,比如长时间的紫外照射、增强的制片压力以及升高的加热温度.与遭受严重不利的聚集荧光猝灭效应(ACQ)的化合物相反,二甲氨基取代基构建的1-(((6,6,10,10-四甲基-4-(4'-(二甲基氨基)苯基)-5,7,8,9,10,10a-六氢-6H-6a,9-桥亚甲基苯并[h]-2-喹啉基)亚胺基)甲基)萘-2-酚(3e)呈现出明显的聚集诱导发光现象(AIE).而且,荧光化合物在水溶液中还可以用于对锌离子的专一和灵敏的检测.而后,采用密度泛函理论计算对化合物的光物理性质进行研究.荧光探针还被成功的应用于蜀葵的花粉粒内的锌离子成像.

一种三态发光的液晶基元合成、自组装及光物理性质

聚集导致猝灭(ACQ)分子在单分子态(如稀溶液)高效发光,而聚集诱导发光(AIE)分子在聚集态(如固态)高效发光。这一单态发光的特性严重制约着发光材料的应用。本工作中,我们合成了一种三态(溶液、凝胶、液晶)发光的phasmid液晶基元(PHAgen-12),并考察了其自组装性质与光物理性质。PHAgen-12的两端为一代树枝单元,中间为“二苯基氰基乙烯(AIE)+二苯基丁二炔(ACQ)+二苯基氰基乙烯(AIE)”的刚性核,具有D-A-π-A-D的特征。该分子在普通溶剂(如THF、DCM)中可以溶解;在选择性溶剂烷烃中形成柱状胶束,并可凝胶化;在固态形成六方柱状液晶相,单分子层厚度(~0.44 nm)的单胞内含有~4个分子。PHAgen-12在单分子态表现出ACQ分子的性质,在氯仿中荧光量子产率(QY)为~90.3%;在聚集态表现出AIE性质,PHAgen-12/十二烷凝胶体系(质量百分比为30%)的QY为58.5%,本体液晶态的QY为85.5%。